Исследование и разработка оптического коммутатора на основе матрицы динамически перепрограммируемых голограмм

• Автор: Салахутдинов, Виктор Камильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Глава 1. Методы и средства оптической коммутации
1.1. Методы коммутации каналов
1.1.1. Оптическая коммутация каналов на основе временного
разделения (ОТЕ)М)
1.1.2. Оптическая коммутация каналов на основе пространственного разделения (ОБОМ)
1.2. Элементная база оптической коммутации
1.2.1. Общие требования
1.2.2. Электромеханические переключатели интенсивности светового
пучка
1.2.2.1. Микроэлектромеханический (МОЕМБ) переключатель
1.2.3. Переключатели интенсивности на основе фазового перехода
1.2.4. Голографический пространственный переключатель
1.3. Выводы и предлагаемое решение поставленных задач
1.3.1 Цели и задачи
1.3.2. Предлагаемое решение
Глава 2. Разработка принципов оптической коммутации на базе
матрицы динамических голограмм
2.1. Среда для записи динамических голограмм
2.1.1. Модель и основные уравнения
2..2. Динамическая голограмма как оптический переключатель
2.2.1. Исследование динамики дифракционной эффективности при
импульсной записи и непрерывном считывании
2.3. Разработка технологии и изготовление образцов фотоноентеля
2.3.1. Исследование оптического качества образцов фотоносителя
2.3.2. Исследования временной стабильности характеристик и реверсивности
2.4. Выводы
Глава 3 Исследование возможности применения фотоносителя на
основе бактериородопсина в качестве среды регистрации коммутирующих динамических голограмм
3.1. Исследование фазовых характеристик фотоносителя
3.2 Исследование динамики фотостимулированного изменения
показателя преломления
3.3. Исследование механизма фотостимулированного изменения показателя преломления
3.4. Исследование влияния короткоживущих интермедиатов на динамические характеристики носителя
3.5. Требования к динамическим характеристикам носителя
3.6 Исследование возможности увеличения скорости регистрации
голограмм
3.7. Эксперимент
3.8. Исследование влияния тепловых процессов на динамику дифракционной эффективности
3.9. Исследование условий формирования “тепловой” голограммы
3.10. Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКЕТА КОММУТАТОРА НА
ОСНОВЕ МАТРИЦЫ ДИНАМИЧЕСКИХ ГОЛОГРАММ
4.1. Элементная база
4.2. Исследование возможности увеличения поля коммутации
4.3. Исследование оптических характеристик тепловой линзы в среде с светозависимыми потерями
4.4. Материал нелинейного элемента
4.5 Макет системы произвольного сканирования с повышенным
разрешением и результаты его исследования
4.6. Макет коммутатора и результаты его исследования
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
В современных условиях само понятие технического прогресса неразрывно ассоциирует со стремительным развитием телекоммуникационных и информационных технологий. Если еще несколько лет назад информационные сервисы реального времени на базе мультимедийных приложений [1, 2], такие как телемедицина, заказное телевизионное вещание высокой четкости (HDTV), потоковое видео и т.п. позиционировались исключительно в категории элитных услуг локальных сетей [3], то сегодня их скорейшая реализация в рамках инфраструктуры кабельных сетей городского (MAN) и территориального (WAN) уровня рассматривается крупными операторами и производителями оборудования как одно из основных условий успешной конкуренции с беспроводными сетями (WLAN) [4, 5, 6].
Решение этих задач требует создания принципиально новой коммутируемой цифровой абонентской сети каналов с волоконнооптическими абонентскими окончаниями, способной обеспечить «гарантированный уровень качества» (QoS) [7] и пропускную способность в несколько сотен Мбит/с [8,9]. Эксперты считают [10J, что социально-экономические последствия реализации такой сети на глобальном уровне могут оказаться сравнимыми с эффектом от появления всемирной паутины WWW.
Уже сегодня спектрально уплотненные волоконнооптические магистрали способны обеспечить пропускную способность в десятки Тбит/с [11]. Считается, что пропускной способности таких транспортных сетей вполне достаточно для того, чтобы пользователи

При этом для рассматриваемого случая регистрации голограммы в виде дифракционной решетки, когда пространственное распределение света записи описывается выражением /Дх) = 4, + сс^Д), длительность световых импульсов записи (тй) много меньше периода их следования (Т»ти), а считывание производится световым сигналом со средней интенсивностью 1Г. В стационарном режиме (после п »1 периодов записи), в момент окончания очередного импульса записи (т.е. при г=пТ+т„), пространственное распределение поглощения в области ?^0.4 мкм описывается выражением:
На рис.23 представлены рассчитанные по (2.22)
пространственные распределения оптического поглощения носителя в области >,.=0.4 мкм при рТ=0.25 и различном уровне постоянной составляющей записи (А0=0, 0.05 и 0.1).
Видно, чго в стационарном режиме контраст записи существенно нелинейно зависит от контраста регистрируемой световой картины и экспозиции (параметра /,,ти.).
На рис.24 представлены аналогичные зависимости при различной

(2.22)

тттт Лтттттт11ГПТГТПТП

Нормированные координаты
Рис. 23 Пространственное распределение поглощения интермедиаты М412 для разных уровней постоянной составляющей записи А«